题目

分离后卫星的速度增加到多大?火箭壳体的速度多大?
用火箭发射人造地球卫星,假设最后一次火箭的燃料用完后,火箭壳体和卫星一起以速度v=7*10^3m/s绕地球做匀速圆周运动,已知卫星质量m1=500kg,最后一节火箭壳体的质量m2=100kg,某时刻火箭体壳与卫星分离,分离时卫星与火箭壳体验轨道切线方向的相对速度u=1.8*10^3m/s,求：分离后卫星的速度增加到多少?火箭壳体的速度多大?分离后他们将如何运动?
答案是卫星分离后的速度7.3×103 m/s ＞ 7.0×103 m/s,将发生离心现象,卫星对地面的轨道将增大,该过程需克服地球引力做功,万有引力势能增大,动能将减小,稳定后卫星将在椭圆轨道上运动.而火箭壳体分离后v2 = 5.5×103 m/s ＜ 7.0×103 m/s,它的轨道高度将不断降低,地球对它的引力做正功,万有引力势能减小,动能将增大,最后将在大气层中烧毁.
只有最后一点没看明白 为什么万有引力势能减小,动能将增大,最后将在大气层中烧毁?而不是 降低到较低一点的轨道上呢?

提问时间：2021-01-04

答案

这就是想高度一样,你荡秋千,当你在最高点时势能最大,动能最小,反之,动能最大,势能最小.因为火箭外壳向地球坠落,所以势能减小,动能增加.至于为什么不能停留在下一个轨道,因为火箭外壳的速度小于宇宙第一速度.